CIENCIA DE MATERIALES

justificación

Competencias generales a desarrollar:
El ingeniero Industrial en su formación requiere adquirir un
conocimiento básico de los fundamentos de la Ciencia e
Ingeniería de los Materiales
Familiarización con las propiedades de los materiales y sus
potenciales aplicaciones en los diversos procesos de
manufactura
Capacidad de aplicar los conocimientos teóricos en practicas
de laboratorio que permitirán a los estudiantes familiarizarse
con los procesos de control de calidad de materiales
Habilidad para analizar los diferentes materiales que pueden
ser utilizados en una aplicación especifica
Competencias específicas a desarrollar:
Capacidad de selección e identificación de los principales
materiales usados en la ciencia de la ingeniería
Interpretación de propiedades físicas para la correcta
aplicación de los materiales en el diseño de producto
Obtener un conocimiento básico de los procesos de
manufactura en los materiales y determinar cuál proceso
podría ser usado en un caso especifico
Desarrollar laboratorios en donde los estudiantes puedan
analizar las propiedades físicas de los materiales en forma
práctica (ver contenido programático LMTR)

CONTENIDO RESUMIDO
Estructura, arreglo y movimiento de los átomos.
* Describir el concepto estructura ?propiedad ? procesamiento, para determinar las propiedades físicas y mecánicas de los materiales
* Determinar el comportamiento de los diferentes tipos de materiales de acuerdo a su estructura atómica.
* Control de la microestructura y las propiedades mecánicas de los materiales.
* Examinar los diferentes métodos para controlar la estructura y las propiedades mecánicas de los materiales.
* Conocer como se introducen y controlan las imperfecciones de las estructuras cristalinas para mejorar las propiedades mecánicas Materiales de Ingeniería
* Conocer como se aplica el endurecimiento por solución sólida, endurecimiento por deformación y endurecimiento por dispersión a
las aleaciones ferrosas y no ferrosas.
* Analizar desde una perspectiva atómica los materiales cerámicos y poliméricos, así como las correspondientes propiedades
mecánicas mediante mecanismos que no involucran el movimiento de dislocaciones, presentar en forma básica los procesos de manufactura mas comunes para estos materiales.
* Introducción a los materiales compuestos y sus aplicaciones.

CONTENIDO DETALLADO

SEMANA 1

Sesión 1
Introducción, Objetivos y metodología del curso, reglas del juego Estudio capítulo 1, libro Askeland, investigación acerca de nanotecnología y aplicación en materiales

Sesión 2
Criterios de selección de materiales, requerimientos de servicio, métodos de manufactura, costos.

Sesión 3
Estructura de los sólidos, partículas macroscópicas y microscópicas en los sólidos

SEMANA 2

Sesión 1
Enlaces atómicos: iónico, covalente, metálico

Estudio Capítulo 2,
libro Askeland y Callister. Problemas y ejercicios.

Sesión 2
Fuerza de enlace, energía de enlace, clasificación de materiales

Sesión 3
Correlación con las propiedades de resistencia, temperaturas de fusión, conductividad eléctrica y térmica.

SEMANA 3
Sesión 1
Arreglos cristalinos y amorfos en sólidos. Celdas Unitarias, estructuras FCC, BCC y HCP

Estudio capítulos 3

Askeland, problemas y ejercicios, desarrollo de la celda unitaria de un respectivo material en 3D

Sesión 2

Direcciones y planos cristalinos, número de coordinación y factor de empaquetamiento

Sesión 3
Cristales iónicos, polimorfismo, métodos experimentales para estudiar la estructura cristalina Formato Contenido programatico MTRLPágina 5 de 8

SEMANA 4
Sesión 1
Imperfecciones cristalinas, defectos de punto: intersticiales, de sustitución y vacancias.

Estudio Capítulo 4

libros Askeland, Callister. Importancia de los defectos en las propiedades mecánicas. Práctica de laboratorio

Sesión 2
Defectos de línea y deslizamiento

Sesión 3
Significado de lasdislocaciones, defectos de superficie,importancia de los defectos en las propiedades mecánicas de los materiales

SEMANA 5
Sesión 1
Difusión en el estado sólido, mecanismos de difusión Problemas

Sesión 2
Energía de activación, rata de difusión, Aplicaciones

Sesión 3 EXAMEN PRIMER
TERCIO

SEMANA 6
Sesión 1
Propiedades mecánicas de los materiales, ensayos de tensión,compresión, flexión

Estudio capítulo 6
Askeland y Callister. Ejercicios y aplicaciones.

Sesión 2
Dureza, impacto, fatiga de materiales

Sesión 3 Creep, significado y unidades de medición, aplicaciones

SEMANA 7
Sesión 1
Endurecimiento por deformación, recristalización Problemas y aplicaciones

Sesión 2
Recocido, significado y aplicaciones, esfuerzos residuales

Sesión 3
Trabajo en frío y en caliente Formato Contenido programatico MTRLPágina 6 de 8

SEMANA 8
Sesión 1
Principios de solidificación, nucleación y crecimiento Estudio capítulo 8 Askeland y capítulo 7 Callister. Problemas y aplicaciones.

Sesión 2
Efecto sobre la estructura y propiedades

Sesión 3
Defectos de solidificación, unión por soldadura

SEMANA 9
Sesión 1
Endurecimiento por solución sólida y por dispersión, diagramas de fase Problemas y aplicaciones

Sesión 2
Solidificación fuera de equilibrio, compuestos intermetálicos

Sesión 3
Reacciones de tres
fases

SEMANA 10
Sesión 1
Transformaciones de fase, endurecimiento por envejecimiento Problemas, lectura capítulo 10 Askeland, capítulo 9 Callister, problemas y aplicaciones.

Sesión 2
Reacción eutectoide, curvas TTT

Sesión 3 EXAMEN SEGUNDO
TERCIO

SEMANA 11
Sesión 1
Reacción martensítica, temple y revenido Problemas y aplicaciones

Sesión 2
Aleaciones ferrosas, designaciones de los aceros, templabilidad, aceros al carbono

Sesión 3
Aceros de baja aleación, aceros inoxidables, aceros para herramientas

SEMANA 12
Sesión 1
Fundiciones de hierro gris, blanca, dúctil, maleable y compacta

Lectura capítulo 13
Askeland, problemas y

Sesión 2 ejercicios.
Aleaciones no ferrosas, familia del aluminio

Sesión 3
Magnesio, cobre, Titanio Formato Contenido programatico MTRLPágina 7 de 8

SEMANA 13
Sesión 1
Materiales cerámicos tradicionales, estructura de silicatos, arcillas y productos de arcilla Lectura Askeland

capítulo 14.

Problemas y Sesión 2 aplicacionesEstructura del vidrio,propiedades

Sesión 3
Procesamiento de cerámicos y vidrios

SEMANA 14

Sesión 1
Clasificación de los polímeros, tipos de polimerización, grado de polimerización Aplicaciones y lecturas Askeland capítulo 15 y Callister capítulos 14 y 15.

Sesión 2
Copolimerización, plastificación, comportamiento mecánico

Sesión 3
Viscoelasticidad en polímeros, creep, modificación de propiedades

SEMANA 15
Sesión 1
Termoplásticos comunes , relaciones estructura-propiedades de los termoplásticos

Sesión 2
Efecto de temperatura sobre los plásticos y propiedades mecánicas

Sesión 3
Termoestables y elastómeros

SEMANA 16
Sesión 1
Introducción materiales compuestos Problemas y

Sesión 2 aplicaciones Tipos de refuerzo, regla de las mezclas

Sesión 3
Métodos de manufactura

SEMANA 17 EXAMEN FINAL